冷水結(jié)垢在電廠汽輪機(jī)中的控制探討

張剛，牛美榮

（1.華電電力科學(xué)研究院東北分院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020 2.內(nèi)蒙古遠(yuǎn)達(dá)首大環(huán)保有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

冷水結(jié)垢在電廠汽輪機(jī)中的控制探討

張剛，牛美榮

（1.華電電力科學(xué)研究院東北分院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020 2.內(nèi)蒙古遠(yuǎn)達(dá)首大環(huán)保有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各地的電廠也取得了一定的明顯變化，尤其是在其設(shè)計以及生產(chǎn)的過程中，工作造成的汽輪機(jī)葉片斷裂的狀況，開始不斷地降低，但是，由于蒸汽品質(zhì)不佳，從而造成通流環(huán)節(jié)出現(xiàn)結(jié)垢，導(dǎo)致葉片斷裂的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。由此，在電廠運行的過程中，結(jié)垢狀況比較普遍，如果出現(xiàn)結(jié)垢將會進(jìn)一步造成汽輪機(jī)的效率下降，嚴(yán)重制約著電廠的正常運行。本文主要對冷水結(jié)垢在電廠汽輪機(jī)中的控制進(jìn)行簡要的分析。

冷水結(jié)垢；電廠汽輪機(jī)；控制探討

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速崛起，電力市場也發(fā)生了一定的變革，同時，進(jìn)一步提升了電廠管理以及技術(shù)水平，增強了電廠設(shè)備的運行效率，進(jìn)而減小了電廠能源消耗。但在此過程中，汽輪機(jī)冷水結(jié)垢制約著電廠的正常運行，以及能源的使用率，嚴(yán)重制約著電廠汽輪機(jī)以及輔機(jī)的正常運行。因此，必須加大冷水結(jié)構(gòu)技術(shù)研究，從而保證電廠汽輪機(jī)的正常運行。

1 工程案例

某電廠在2015年11月機(jī)組進(jìn)行大修的過程中，當(dāng)檢測3號汽輪機(jī)時，發(fā)現(xiàn)其通流環(huán)節(jié)發(fā)生了積鹽結(jié)垢的狀況，實際表現(xiàn)為：高壓缸的第1級葉片存在非常明顯的機(jī)械損傷，第8至第9級葉片表面呈棕紅色； 低壓缸的第5級葉片進(jìn)、背汽側(cè)附著少量的棕紅色沉積物，第6級葉片存在較輕微的汽蝕現(xiàn)。

2 電廠汽輪機(jī)冷水結(jié)垢危害及原因的分析

在電廠運行的過程中，汽輪機(jī)伴隨機(jī)組使用時間的增加，從而導(dǎo)致冷水結(jié)垢隨著增多，根據(jù)目前的狀況，如果結(jié)垢非常嚴(yán)重的話，非常容易導(dǎo)致機(jī)組的停工，出現(xiàn)安全事故。分析其原因可以發(fā)現(xiàn)，由于其自身包含CU2O、NaCl等成分，而其中的NaCl含量高達(dá)35%以上，如果結(jié)垢出現(xiàn)沉降，就會造成冷水通路受阻，導(dǎo)致設(shè)備運行的過程中受力出現(xiàn)不平衡，從而降低了機(jī)組的效率。除此之外，還無形中加大了維護(hù)以及運用的工作，嚴(yán)重制約著汽輪機(jī)的整體運用。

3 在線清洗原理和方法

在線清洗原理：主要是利用鈉鹽在飽和蒸汽中的溶解度較大的特點，將汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度降低到稍高于其對應(yīng)的飽和溫度，做功后產(chǎn)生濕蒸汽，沖刷結(jié)垢葉片，將鹽垢溶解。積鹽被濕蒸汽中的凝結(jié)水帶走得以清除，而當(dāng)溶于水的化合物被沖掉后，不溶于水的SiO2垢層會隨之瓦解而被除去。

清洗方法：利用后系統(tǒng)短期停車機(jī)會，適當(dāng)降低空分負(fù)荷，鍋爐將蒸汽壓力降低到4.0～4.5MPa，同時，嚴(yán)格控制溫度高于其對應(yīng)的飽和溫度20～30℃，即260～290℃，使得調(diào)節(jié)氣閥始終接近全開位置，以達(dá)到最佳沖洗效果。

注意：蒸汽溫度嚴(yán)禁低于其對應(yīng)的飽和蒸汽溫度，以防止蒸汽帶水嚴(yán)重造成管道水擊和葉輪損壞等事故。在降溫過程中，要嚴(yán)格控制降溫速率在2～3℃/min以內(nèi)。

4 防范對策

4.1 加強鍋爐的運行管理

鍋爐運行期間，硅酸在爐水中存在于水解平衡。在此過程中，如果爐水pH值增高時，OH-含量則會增高，造成平衡向生成硅酸鹽的方向靠近，硅酸含量增會降低。在蒸汽的過程中，硅酸鹽的溶解效果甚微，可忽略不計，則伴隨爐水pH的提升，蒸汽對硅酸的溶解攜帶系數(shù)減小，如果其pH過高，就會加大水冷壁遭到堿性腐蝕的幾率。所以，一般講，pH值可把控在9.0～9.5的范圍內(nèi)。因受到葉片導(dǎo)向的作用，蒸汽流在旋風(fēng)筒內(nèi)會出現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致密度大的液滴以及雜質(zhì)受到離心力的影響從而被拋向內(nèi)壁，同時受重力的影響，順著筒壁下落到底部的集污室,最終利用排污口流出設(shè)備。所以，必需增強旋風(fēng)分離器運行監(jiān)控，確保其運行的穩(wěn)固性，從而進(jìn)一步減少蒸汽對SiO2機(jī)械攜帶的效果。

4.2 加強機(jī)組的化學(xué)監(jiān)督

在機(jī)組開機(jī)的過程中，必需根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成操作，知道蒸汽品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行點火，沖轉(zhuǎn)以及并網(wǎng)，進(jìn)一步降低開機(jī)時由于蒸汽質(zhì)量不符合規(guī)定，從而對熱力系統(tǒng)產(chǎn)生制約。因此，為了有效的解決此問題，就必須進(jìn)一步提升在線化學(xué)儀表的測量精準(zhǔn)度，定期或不定期的對人工取樣進(jìn)行有效的檢測，完成對比分析，進(jìn)一步提升其精準(zhǔn)度，從而找出蒸汽品質(zhì)的劣化的主要原因。除此之外，必需進(jìn)一步健全鍋爐的排污制度，進(jìn)一步減少爐水的含鹽量，提升其整體品質(zhì)。

4.3 加強機(jī)組的停用保護(hù)

此電廠位于亞熱帶海濱，受到其地理位置的影響，對機(jī)組的停用腐蝕必需給予高度的重視。此電廠所處的地理位置，導(dǎo)致其腐蝕的問題非常的嚴(yán)重。究其原因可以發(fā)現(xiàn)，實際與金屬表面的濕度、含鹽量及其清潔程度等環(huán)境，存在著一定的聯(lián)系。在此過程中，如果停用的設(shè)備內(nèi)部濕度＜20%時,則不會導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生；如果濕度高于20%將會導(dǎo)致停用腐蝕的發(fā)生。特別是金屬表層液膜中含有氯化物或硫酸鹽時,進(jìn)一步增強了其腐蝕性。如果金屬表面有沉積物，更是極易導(dǎo)致氧濃差電池，從而增強金屬的腐蝕速度。所以，為了防止或降低熱力設(shè)備的停用腐蝕，必需選擇相符合的對策給予有效地解決。

4.4 實行聯(lián)合水處理工況

聯(lián)合水處理工況（CWT）一直被理解為改善AVT水工況的過程中，對于給水含鐵量高、流動加速腐蝕嚴(yán)重非常關(guān)鍵的手段。通過實踐研究可以發(fā)現(xiàn)，在電導(dǎo)率為0.1μS/cm的純水中，如果溶解氧含量增高，達(dá)到100μS/cm時，碳鋼表層則會構(gòu)成致密的Fe3O4-Fe2O3雙層保護(hù)膜，其溶解度非常低，可以高效發(fā)避免金屬出現(xiàn)腐蝕的狀況。但受到純水的緩沖性差的影響，微量雜質(zhì)進(jìn)入則會導(dǎo)致酸堿度出現(xiàn)大幅度的增長，從而導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生，因此，必需利用氨對給水的pH完成調(diào)節(jié)，從而使其符合有效的范疇。現(xiàn)在針對聯(lián)合水處理工況與堿性水工況、氧化性水工況結(jié)合的優(yōu)勢，已具備非常好的防護(hù)作用。

5 電廠汽輪機(jī)冷水結(jié)垢控制的注意事項

結(jié)合多年從事電廠汽輪機(jī)冷水結(jié)垢，把控作業(yè)的基礎(chǔ)，按照自身經(jīng)營以及實踐研究能夠發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段電廠汽輪機(jī)冷水結(jié)垢把控環(huán)節(jié)，必需堅持相應(yīng)的定律以及重要事項，從而進(jìn)一步保證其工作的高效開展，以及進(jìn)一步完成冷水結(jié)垢的有效處理。

在對其進(jìn)行在線清洗之前，必需對準(zhǔn)備環(huán)節(jié)以及方案完成有效的探討。在此過程中，必需符合電廠汽輪機(jī)運行的具體需要，以及滿足清洗的標(biāo)準(zhǔn)為前提，從而進(jìn)一步保障操作的安全性以及設(shè)備的完好性的目的下，完成清洗工作的有效開展。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立健全清洗方案的驗證以及評測體系，利用全過程的驗證與評測，對清洗工作完成有效監(jiān)督，做到及時發(fā)現(xiàn)問題并給予有效地解決。對于冷水結(jié)垢進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致此問題產(chǎn)生的重要因素就是水質(zhì)，所以，必需加強水質(zhì)的有效把控。按照蒸汽、鍋爐水、冷卻水等運行需求，進(jìn)一步保證機(jī)組水質(zhì)，從而進(jìn)一步降低水質(zhì)惡化所導(dǎo)致的結(jié)垢。

在傳統(tǒng)結(jié)垢化學(xué)清洗前提下，電廠必須重視汽輪機(jī)冷水結(jié)垢清洗技術(shù)的發(fā)展。通過高壓水射流技術(shù)、超聲波技術(shù)等，進(jìn)一步增強汽輪機(jī)冷水結(jié)垢清洗效率。通過現(xiàn)代結(jié)垢處理技術(shù)，防止冷水結(jié)垢對電廠汽輪機(jī)運行的影響，保障電廠供電能力。

6 結(jié)語

總之，為了有效的避免結(jié)垢狀況的發(fā)生，必須將其蒸汽品質(zhì)進(jìn)一步加強化學(xué)監(jiān)督，尤其是硅。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升系統(tǒng)運行的有效把控，從而保證電廠汽輪機(jī)的正常運行，保證電廠的可持續(xù)發(fā)展。

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